Халькогениды железа - новый виток в истории сверхпроводимости

Халькогениды железа – новый виток в истории сверхпроводимости
1,2*
Меренцов А.И.
1)
Институт физики металлов УрО РАН, г. Екатеринбург, Россия
2)
Уральский федеральный университет им. Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург, Россия
*
E-mail: Alexander.Merentsov@usu.ru
Интерес к классу высокотемпературных сверхпроводников, содержащих железо, возник
с открытием сверхпроводимости в оксипнектидах железа [1], слоистых соединениях,
аналогичных по структуре к ВТСП купратам. В последствие оказалось, что переход в СПсостояние присутствует также у более простых по структуре соединений – халькогенидах
железа [2]. Несмотря на то, что формально эти материалы принадлежат к
высокотемпературным сверхпроводникам, максимальная температура сверхпроводящего
перехода Тс в них не столь велика по сравнению с ВТСП купратами и составляет 30.1 К в
материале K 0.8Fe 2Se 2 [3]. «Чистый» же FeSe демонстрирует температуру перехода около 9
К [1,4]. На величину Тс сильное влияние оказывают несколько факторов. Во-первых, это
стехиометрия, т.е. отклонение состава от 11. Во-вторых, температура перехода значительно
повышается при приложении внешнего гидростатического давления. К примеру, при
приложении давления в соединении Fe1.02 Se возникает сверхпроводящая фаза высокого
давления с максимальной температурой перехода 30 K при давлении 1.8 ГПа [5].
В докладе приведены литературные данные по изучению влияния различных факторов
(легирование 3d-переходными металлами [6], легирование щелочными металлами [3],
замещение по халькогенной подрешётке [7,8], нестехиометрия по железу [7], приложение
внешнего давления [5]) на величину критической температуры, критических полей, а также
на магнитное состояние материалов. Рассказано о возможностях технического
использования материалов.
Исследование проведено при финансовой поддержке молодых ученых УрФУ в рамках
реализации программы развития УрФУ и при поддержке программы фундаментальных
исследований УрО РАН, проект № 12-П-2-1018.
[1] Kamihara Y.,Watanabe T., Hirano M., Hosono H. J., Am. Chem. Soc., 130, 3296 (2008).
[2] Hsu F. C., Luo J. Y., The K. W., Chen T. K., Huang T. W., Wu P. M., Lee Y. C., Huang Y. L.,
Chu Y. Y., Yan D. C., Wu Maw-Kuen, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 105, 14262 (2008)
[3] Guo J., Jin S., Wang G., Wang S., Zhu K., Zhou T., He M., Chen X., Phys. Rev. B 82, 180520
(2010)
[4] McQueen T. M., Huang Q., Ksenofontov V., Felser C., Xu Q., Zandbergen H., Hor Y. S., Allred
J., Williams A. J., Qu D., Checkelsky J., Ong N. P., Cava R. J., Phys. Rev. B 79, 014522 (2009)
[5] Tissen V. G., Ponyatovsky E. G., Nefedova M. V., Titov A. N., Fedorenko V. V., Phys. Rev. B,
80, 092507 (2009)
[6] Mizuguchi Y., Tomioka F., Tsuda S., Yamaguchi T. and Takano Y., J. Phys. Soc. Japan, 78,
074712 (2009).
[7] Johnston David C., Advances in Physics, 59, 803-1061(2010)
[8] Fedorchenko A. V., Grechnev G. E., Desnenko V. A., Panfilov A. S., Gnatchenko S. L.,
Tsurkan V. V., Deisenhofer J., Krug von Nidda H.-A., Loidl A., Chareev D. A., Volkova O. S.,
and Vasiliev A. N., Low Temp. Phys., 37, 83 (2011)